2018 Fiscal Year Annual Research Report
Advanced Interdisciplinary Research on Coastal Areas based on Shallow Seafloor Geomorphology: Development of a Paradigm through 3D Seafloor Mapping
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16H06309
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
菅 浩伸 九州大学, 比較社会文化研究院, 教授 (20294390)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 和彦 琉球大学, 理学部, 教授 (00343377)
後藤 和久 東北大学, 災害科学国際研究所, 准教授 (10376543)
渡久地 健 琉球大学, 国際地域創造学部, 准教授 (30543764)
長谷川 均 国士舘大学, 文学部, 教授 (80208496)
横山 祐典 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (10359648)
藤田 喜久 沖縄県立芸術大学, 音楽学部, 准教授 (20771463)
堀 信行 奈良大学, その他部局等, 特別研究員 (40087143)
鈴木 淳 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究グループ長 (60344199)
中島 洋典 有明工業高等専門学校, 一般教育科, 教授 (90172303)
長尾 正之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (70251626)
波利井 佐紀 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 准教授 (30334535) [Withdrawn]
小野 林太郎 東海大学, 海洋学部, 准教授 (40462204)
片桐 千亜紀 九州大学, 比較社会文化研究院, 共同研究者 (70804730)
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| Project Period (FY) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| Keywords | 海洋探査 / 地形 / サンゴ礁 / 可視化 / 環境 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．機材の整備：大量の画像データを基にしたフォトグラメトリー（多視点ステレオ写真測量）を円滑に行うために，デュアルプロセッサワークステーションを導入した。
２．マルチビーム測深調査：古代からの漁場である奄美大島住用湾，サンゴ礁地形が発達する与那国島北岸，1869年に戊辰戦争へ向かった外輪船ハーマン号が座礁した房総半島勝浦にてマルチビーム測深調査を実施した。
３．浅海底マッピングの高度化：１）水中でフォトグラメトリーとマルチビーム測深を融合させた高精度マッピングを成功させ，その成果を国際誌上で公表した。２）ドローンを用いた航空写真測量を久米島ハテノハマ周辺で実施した。３）航空レーザー測量データを用いたマッピングを進めるため宮古島等のデータを入手した。
４．マルチビーム測深エリアでの学際研究：１）日豪国際共同研究を実施している久米島東部の堡礁型サンゴ礁の離水礁および洲島にてボーリング調査を実施し，サンゴ洲島の砂質堆積物および礁石灰岩の採取を行った。２）奄美大島大和村にて精密海底地形図を基に漁民に聞き取りを行い，礁斜面の地形を利用した漁について漁業知識を記録する作業を進めた。３）石垣島・石西礁のサンゴ礁礁縁部の地形について，マルチビーム測深による精密海底地形モデルを基に実測に基づく地形計測を実施した。４）石垣島・与那国島など：海底の侵食地形が顕著な海域等で地形解析を進めた。
５．国際共同研究および成果発表：日豪サンゴ礁地形学シンポジウム・ワークショップを9月下旬に九州大学にて開催し，琉球列島とグレートバリアリーフを舞台にした学際研究について議論を深めた。また，グレートバリアリーフ掘削の試料分析結果をNature誌に掲載した。沖縄本部半島沖の戦争遺跡エモンズに関する論文発表を基に，記者発表・シンポジウムなどを開催した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
主要なマルチビーム測深調査や大規模な現地調査を終え，学際研究フィールドでの潜水調査や研究のとりまとめを行う段階となった。
1）研究ツール強化：本研究で慣性GPS ジャイロを導入し高精度化したマルチビーム測深機にて，3年間で5海域で1,420kmのデータ取得航行を行い，約106km2の海域測量を行った。マルチビーム測深とフォトグラメトリーとの組み合わせに世界で始めて成功したほか，航空レーザ測量データとマルチビーム測深の組み合わせによる陸海域シームレス地形図の作成など，多様な方法論を組み合わせた新しい海底地形図の作成を進めている。試料分析においても装置を最先端へ進化させ，その分析結果を基にNature誌への論文掲載に至った。
2）先進的学際フィールド研究の推進：久米島東岸のハテノハマ周辺海域で，洲島から島棚縁辺部までの連続的な三次元地形モデルを完成させ，その上で洲島の地形変化，砂質堆積物の年代や移動，台風時の波高や流れの測定，波浪のシミュレーション，ボーリングコアを基にした環境変遷史研究など，多岐における研究を行っている。また，我々が大規模な沈水カルスト地形を発見した石垣島名蔵湾にて，海底下の地層断面の探査，ボーリングコアの解析・年代測定および現生サンゴ調査と合わせ，総合的に地形形成史および環境変遷史を復元する研究を行っている。さらに，奄美大島では海底地形図上に，聞き取り調査などで得られた漁民の海域利用と漁場知識を載せ，その場所の地形や生態系と密接に関わる自然と人との伝統的な関わりを可視化している。久高島では海底地形図を基にした波浪シミュレーションとリーフ上の巨礫分布に関する研究を進めている。
3）世界に向けた成果発信：国際学会での成果発表や招待講演を行うとともに，日豪国際シンポジウムを2回開催した。研究成果の一部はNatureをはじめとした国際誌への論文掲載掲載に至った。
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| Strategy for Future Research Activity |
海底地形図作成についての先進的な取り組みについては，マルチビーム測深と水中フォトグラメトリーとの組み合わせによる生物群集レベルの細かな地形を計測しテクスチャー情報を重ね合わせる手法（久米島など），マルチビームと航空レーザー測量データ（石垣島など），およびマルチビームとドローン撮影画像を基にした三次元地形モデルの構築（久米島・久高島・与那国島など）を進めており，新たなマッピング手法として提示できる見込みである。これらについて引きつづき解析を進めるとともに，完成したものから順次成果として公表していく予定である。
現在，マルチビーム測深を実施した海域を中心として総合的な学際調査を遂行している海域が複数ある。その1つである久米島東岸ハテノハマ周辺海域では，測深結果に衛星画像とRTK測量を組み合わせ，海面上にある洲島水深150ｍ程度の島棚縁辺部までの連続的な三次元地形モデルを完成させた。その上で，UAV（ドローン）を用いた洲島の地形変化，洲島から礁湖・礁斜面に至る砂質堆積物の組成・年代・移動，台風通過時の礁縁部の波高および礁湖内の流れの測定，波浪シミュレーションなどを行っている。これらの研究については，ほぼ結果が出ているため，今後順次まとめていく予定である。また，石垣島の名蔵湾の沈水カルスト地形についても沈水地形上のサンゴ礁堆積物を貫くボーリングコアの解析が進んでいる。マルチチャンネル音波探査による海底下の地層断面の探査にも成功したため，古地形の復元が可能になった。造礁サンゴの記載もデータ収集は終了している。これらを総合的に編集することによって，この場の環境を説明することが可能となるとの見通しを得ている。成果をまとめて公表していく予定である。
このほか，与那国島や喜界島，久高島，沖縄島本部半島沖などでも研究が進展しているため，今後は成果の公表に重点を置く予定である。
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Research Products
(84 results)
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[Journal Article] A simple role of coral-algal symbiosis in coral calcification based on multiple geochemical tracers2018
Author(s)
Inoue, M., Nakamura, T., Tanaka, Y., Suzuki, A., Yokoyama, Y., Kawahata, H., Sakai, K., and Gussone, N.
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Journal Title
Geochimica et Cosmochimica Acta
Volume: 235
Pages: 76-88
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Calibration between temperature and Mg/Ca and oxygen isotope ratios in high-magnesium calcite tests of asexually reproduced juveniles of large benthic foraminifers2018
Author(s)
Maeda, A., Fujita, K., Horikawa, K., Suzuki, A., Ohno, Kawahata, H.
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Journal Title
Marine Micropaleontology
Volume: 143
Pages: 63-69
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Holocene surface hydroclimate changes in the Indo-Pacific warm pool2018
Author(s)
Li, Z., Chen, M-T., Lin, D-C., Wang, H., Shi, X., Liu, S., Yokoyama, Y., Yamamoto, M., Shen, C-C., Mii, H-S.
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Journal Title
Quaternary International
Volume: 482
Pages: 1-12
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] ギリシャ水中文化遺産保護2018
Author(s)
中西裕見子, 片桐千亜紀, Angeliki G. Simosi, Panagiota Galiatsatou, Anastasia Mitsopoulou, Ilias Kouvelas, Kostas Kaldis
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Journal Title
考古学研究
Volume: 第65巻第3号
Pages: 11-16
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Assessment and significance of a World War II battle site: recording the USS Emmons using a high-resolution DEM combining multibeam bathymetry and SfM photogrammetry,2019
Author(s)
Nakanishi, Y., Kan, H., Katagiri, C., Yoshizaki, S., Nagao, M., Ono, R.
Organizer
International Journal of Nautical Archaeology Webinar Series, No.1: The Archaeology of World War Battleships
Int'l Joint Research
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[Presentation] Coral Reef Morphodynamics and Lagoon Infilling.2018
Author(s)
Vila-Concejo, A., Duce, S., Webster, J., Salles, T., Scambary, L., Johansson, L. and Hamylton, S.
Organizer
Japan-Australia Sangosho Geomorphology (JASAG) 2018
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Seafloor topography of fishing ground in Amami Sumiyo bay by multibeam echo-sounder survey2018
Author(s)
Tanaka, M., Najima, Y., Toguchi, K., Hori, N., Kimura, H., Imai, Y., Nakashima, Y. and Kan, H.
Organizer
Japan-Australia Sangosho Geomorphology (JASAG) Workshop 2018
Int'l Joint Research
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[Presentation] Study on development of seagrass bed in coral reefs using sediment cores obtained from Kume island2018
Author(s)
Sano, W., Hirabayashi, S., Yokoyama, Y., Miyairi, Y., Fujita, K., Toth, L. T., Aronson, R. B. and Kan, H.
Organizer
Japan-Australia Sangosho Geomorphology (JASAG) Workshop 2018
Int'l Joint Research
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[Presentation] High-resolution seafloor DEM of World War II wreck site by combining multibeam bathymetry and SfM photogrammetry2018
Author(s)
Kan, H., Katagiri, C., Nakanishi, Y., Yoshizaki, S., Nagao, M., Ono, R.
Organizer
日本地球惑星科学連合2018年大会
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